收藏本站
《华中科技大学》 2008年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

油田管线内腐蚀控制及石油烃类污染物微生物降解研究

李友清  
【摘要】: 油田现场存在两类重要问题,其一是污水系统中机械和化学的联合作用导致管道设备的严重腐蚀,其二是由于腐蚀穿孔引起的石油类有机污染物外泄而造成的严重环境污染。为了研究油田现场的CO2腐蚀,通常采用3%NaCl溶液作为模拟溶液,但这会造成与现场工况的偏离,而针对油气井缓蚀剂的研究主要是静态和低流速的室内模拟,这将明显偏离于高流速含砂的多相流条件下的腐蚀状况。而在现场高流速和含砂的腐蚀介质中,缓蚀剂已无法发挥其保护作用,需要选用耐冲刷腐蚀的涂层保护技术。环氧树脂涂覆是常用的对冲刷腐蚀进行修复处理的技术,但在油田高温和含酚条件下,易鼓泡硬化,达不到应有的效果。没有改性的双马来酰亚胺由于双键间距短,其固化交联密度高而脆性大,难溶解,工艺窗口窄,不能单独用于制备防腐涂料。因此,亟需研究新型的抗冲刷腐蚀涂层。而面对腐蚀穿孔而造成的石油污染,微生物降解技术因其成本低廉、原位性和无二次污染,得到越来越广泛应用。协同作用是有机污染物的微生物降解研究的重点。 本论文用失重法、电化学法和表面分析等方法研究了金属在流动和含砂的腐蚀介质中的腐蚀行为和缓蚀剂抑制效果以及缓蚀剂现场应用过程中的室内综合评价方法;用IR, DSC, TGA, ESEM等方法研究了BMI/1,3-PBO/油酸三元共聚对提高双马来酰亚胺(BMI)的工艺性、韧性和耐热性的影响;用摩擦磨损、剪切强度和多相流冲刷等试验对环氧树脂/改性双马来酰亚胺胶粘涂料的性能进行了研究;利用自建的气相色谱与紫外分光光度法联合评价微生物对柴油降解过程的方法,分别研究了分支杆菌和枝孢属菌对柴油的降解以及两种微生物之间的协同作用。旨在探讨缓蚀剂在含砂的高流速腐蚀介质中的腐蚀抑制和室内评价方法的建立,极端腐蚀条件下改性环氧涂料的性能,以及柴油的微生物处理过程中细菌的协同作用机理,为管道系统的内腐蚀防护应用和石油烃处理提供理论依据和技术支持。主要研究结果如下: 腐蚀介质中临界流速为3~4m/s。在不同流速下,介质中砂的存在明显促进了腐蚀。同一种缓蚀剂不同浓度下其临界流动强度有所不同。腐蚀介质流速为1m/s和3m/s时,缓蚀剂的极值浓度为120mg/L,流速为4m/s和5m/s时缓蚀剂的极值浓度增加为160mg/L,而流速为7m/s时缓蚀剂的极值浓度为200mg/L。极值浓度随砂的加入而进一步升高。当缓蚀剂浓度为120mg/L时其临界流速大约为3m/s,缓蚀剂浓度为200mg/L和280mg/L时其临界流速大约为3.5m/s和4.5m/s。在流速7m/s的含砂体系中,即使浓度高达280mg/L的缓蚀剂也无法有效控制腐蚀速率。 通过对混合抑制型缓蚀剂与在用缓蚀剂的静态腐蚀评价、高压动态评价和电化学测试等性能评价,本文发现,缓蚀剂投加量为30mg/L时的腐蚀速率控制达到了在用药剂效果;缓蚀剂具有乳化倾向小、起泡倾向小、与在用阻垢剂和破乳剂配伍性较好等特点,同时具有一定的协同效应;现场腐蚀挂片结果表明,该药剂比较适合番禺油田油水介质和工况条件,能满足现场腐蚀防护的需要。现场应用的实践表明了应用不同评价手段的一致性原则发展起来的缓蚀剂室内综合研究方法的有效性和适用性。 利用BMI和噁唑啉的反应将柔性链导入BMI体系,并且油酸具有长的柔性链和反应基团(碳碳双键和羧基),能与BMI和1,3-PBO发生共聚反应。BMI,1,3-PBO和油酸的三元共聚能提高BMI聚合物的工艺性和韧性,并且保持一定的耐热性。试验结果表明,1,3-PBO和油酸在低温时对BMI树脂起到稀释作用,在高温时,BMI、1,3-PBO、油酸之间的共聚反应增加了固化物的交联密度,固化树脂保持高的玻璃化转变温度。SEM表面形貌观察结果证实1,3-PBO、油酸能增韧BMI树脂,主要由于形成了酯-酰胺键和油酸长的脂肪链。从环氧和改性环氧三种涂层在不同介质存在的条件下拉伸剪切强度的数据变化可知,除了BMI-B/EP涂层在碱性条件下性能较差外,其在其它情况下的耐介质性能是最好的。研制的改性双马来酰亚胺/环氧基粘接膜在室温至120℃范围内具有优良的摩擦学性能。经高温多相流冲刷试验,改性后的环氧树脂涂层耐高温冲刷效果优于环氧涂层。 当分支杆菌菌株和枝孢属菌株混合使用时,柴油在五天后的生物降解率高达80%;通过分支杆菌菌株和枝孢属菌株的协同降解作用可完全除去水体中的柴油污染物;协同作用主要涉及到枝孢属菌株对芳香烃的降解而促进了分支杆菌菌株的生长。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TE988.2

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 李芳;CO_2驱油集输系统高效缓蚀剂的筛选及缓蚀性能研究[D];东北石油大学;2012年
【共引文献】
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王洪芬;涉海抗菌耐蚀性TiO_2复合薄膜的制备及其性能研究[D];中国海洋大学;2010年
2 张伟;干湿交替环境中有机涂层失效过程的研究[D];中国海洋大学;2010年
3 王文涛;天然橡胶/蒙脱土纳米复合材料的阻隔性及相关性能研究[D];华南理工大学;2010年
4 秦统福;内循环三相流化床生物高效降解炼油污水技术研究[D];华东理工大学;2011年
5 林宝华;具有醇酯结构组成的低酸值抗磨剂提高加氢柴油润滑性能研究[D];华东理工大学;2011年
6 刘海蛟;MCFB烟气净化系统的多种污染物协同脱除研究[D];浙江大学;2009年
7 傅乐峰;聚羧酸超塑化剂的合成、性能和分散吸附行为研究[D];华东理工大学;2010年
8 刘丽娜;碳纳米管—双马来酰亚胺体系的摩擦磨损研究[D];浙江大学;2010年
9 高潮;低渗储集体的形成演化及其对油藏分布的影响[D];西北大学;2011年
10 王巍;几种金属在海水中阴极保护数值计算及瞬态激励影响研究[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 苏志俊;稀土元素对Ni60自熔性合金涂层组织和性能的影响[D];河南理工大学;2010年
2 徐珊;奥氏体不锈钢点蚀行为的研究[D];南昌航空大学;2010年
3 李新义;红壤土壤腐蚀直接、连续监测技术的研究[D];南昌航空大学;2010年
4 杜武青;西部大气环境中聚酯玻璃钢老化及室内外老化相关性研究[D];南昌航空大学;2010年
5 张瑞丽;太阳能电池用α-SiC_x:H薄膜的制备与性能研究[D];浙江理工大学;2010年
6 郭姣;UCT工艺脱氮除磷运行优化试验与研究[D];郑州大学;2010年
7 任振伟;高压扭转工艺对生物镁锌钙合金组织及性能的影响[D];郑州大学;2010年
8 李冬梅;CuCrFeNiMn高熵合金的耐蚀性能研究[D];郑州大学;2010年
9 孟祥瑞;镁锂合金合金化及其固态复合技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 张曰涛;AZ91D镁合金化学镀Ni-W-P研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张玉芳;用于含CO_2/H_2S环境的缓蚀剂研制[J];石油与天然气化工;2005年05期
2 张玲玲;李言涛;杜敏;侯保荣;;控制天然气井中CO_2腐蚀的缓蚀剂及其研究进展[J];材料保护;2006年11期
3 谢文峰;李俊菊;黄志雄;;双马来酰亚胺与环氧改性氰酸酯固化工艺研究[J];武汉理工大学学报;2007年02期
4 周金向;黄慧萍;李艳玲;龚荣洲;;环氧树脂的增韧改性新方法[J];材料导报;2004年11期
5 邓朝霞;叶代勇;魏丹;黄洪;陈焕钦;;环氧改性水性聚氨酯的合成工艺及性能[J];涂料工业;2007年04期
6 熊颖;陈大钧;吴文刚;王君;;油气田CO_2腐蚀的防护技术[J];石油化工腐蚀与防护;2007年03期
7 郭文录;朱华伟;张莉;;环氧改性苯丙乳液的制备及性能研究[J];合成材料老化与应用;2010年01期
8 王洪波;周浩然;徐双平;;二元胺/环氧树脂增韧BMI树脂的研究[J];哈尔滨理工大学学报;2005年05期
9 全红平;王林元;段文猛;鲁红升;张太亮;黄志宇;;一种新型CO_2缓蚀剂HQHP及其缓蚀性能[J];腐蚀与防护;2010年04期
10 朱柳生;陈慧宗;李希成;;一种新的有机硅改性环氧树脂的研制[J];中国胶粘剂;1993年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 吴国民;孔振武;黄焕;陈健;;环氧树脂/聚氨酯相互改性水分散体系的研究进展[A];第十一次全国环氧树脂应用技术学术交流会论文集[C];2005年
2 姚秀云;;橡胶增韧环氧树脂的研究[A];第十一届玻璃钢/复合材料学术年会论文集[C];1995年
3 赵冰;田新;;环氧绝缘灌封料室温固化剂的研究[A];第九次全国环氧树脂应用技术学术交流会论文集[C];2001年
4 南方;林安;甘复兴;;环氧改性有机硅的合成及在高温防腐蚀涂料中的应用[A];第六届全国表面工程学术会议暨首届青年表面工程学术论坛论文集[C];2006年
5 南方;林安;甘复兴;;环氧改性有机硅的合成及在高温防腐蚀涂料中的应用[A];第六届全国表面工程学术会议论文集[C];2006年
6 黎艳;刘伟区;侯孟华;;氯硅烷封端的聚丁二烯改性环氧树脂的制备与性能[A];2005年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2005年
7 洪旭辉;李亚锋;;CE/EP体系的配比和固化温度对反应物性能的影响[A];第十五届全国复合材料学术会议论文集(上册)[C];2008年
8 周波轩;张兴宏;傅智盛;戚国荣;;联苯型双马来酰亚胺的合成及其改性环氧树脂研究[A];2007年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(上册)[C];2007年
9 浦琮;陈月辉;李善君;周伟舫;;缓蚀剂对集成电路环氧塑封料耐蚀性影响的研究[A];首届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1992年
10 胡贲;黄志雄;周祖福;;高性能绝缘材料的研究[A];第十二届玻璃钢/复合材料学术年会论文集[C];1997年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 王雄伟;环氧树脂价格持稳趋升[N];中国化工报;2006年
2 王雄伟;环氧树脂企业开始“雪灾后思考”[N];中国化工报;2008年
3 记者 彭展;全球环氧树脂2015年需求近200万吨[N];中国石化报;2010年
4 王雄伟;我已成环氧树脂消费第一大国[N];中国化工报;2005年
5 湖北 曾安君;环氧树脂绕组的拆除技巧[N];电子报;2008年
6 王雄伟;中国环氧树脂发展势猛[N];中国化工报;2006年
7 特约记者 王雄伟;环氧树脂企业难逃减产停产[N];中国化工报;2006年
8 本报记者 王雄伟;环氧树脂市场稳定当头[N];中国化工报;2007年
9 本报记者 赵引德 通讯员 吴铎;诺尔信:目标直指环氧树脂一流强企[N];中国化工报;2007年
10 何睿;环氧树脂亟待调整产业结构[N];中国高新技术产业导报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李友清;油田管线内腐蚀控制及石油烃类污染物微生物降解研究[D];华中科技大学;2008年
2 陆绍荣;环氧树脂/二氧化硅-二氧化钛纳米杂化材料的制备及其性能研究[D];湘潭大学;2005年
3 刘黎明;聚合物基纳米复合材料制备及微结构研究[D];武汉大学;2005年
4 王秀霞;超支化聚酯的合成与应用研究[D];浙江大学;2006年
5 胡兵;改性聚醚醚酮增韧环氧树脂的研究[D];武汉理工大学;2007年
6 熊需海;新型含酞侧基双马来酰亚胺及其改性树脂体系的研究[D];大连理工大学;2012年
7 李士伟;电子封装材料用新型环氧树脂的制备及性能研究[D];吉林大学;2009年
8 王建国;多壁碳纳米管/环氧树脂复合材料结构与性能的研究[D];浙江大学;2006年
9 蔡红莉;新型含联苯基团酚氧树脂及其共混复合材料的性能研究[D];吉林大学;2007年
10 贾丽亚;聚二甲基硅氧烷/二氧化硅复合网络及环氧树脂/聚二甲基硅氧烷互穿网络的研究[D];北京化工大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孔德忠;聚酰亚胺改性环氧树脂胶粘剂的研究[D];哈尔滨理工大学;2009年
2 李小兰;环氧—有机硅耐高温涂料的研制[D];中北大学;2006年
3 刘俊;聚醚砜改性环氧树脂的研究[D];武汉大学;2005年
4 刘全文;咪唑类环氧树脂固化剂的合成及性能研究[D];武汉理工大学;2007年
5 于海霞;环烷酸缓蚀剂的研制及应用[D];中国石油大学;2007年
6 王亮;聚芳醚酮改性环氧树脂体系/大丝束碳纤维复合材料性能研究[D];南昌大学;2007年
7 王炳正;二氧化钛、硅树脂和聚氨酯改性环氧树脂的结构与性能研究[D];大连理工大学;2009年
8 李秋忠;树脂改性半刚性面层复合材料性能研究[D];长沙理工大学;2005年
9 王春艳;环氧改性的水性丙烯酸树脂、水性聚氨酯的合成及性能研究[D];华中师范大学;2006年
10 朱红梅;加固混凝土环氧树脂/纤维复合体系及其性能研究[D];重庆大学;2009年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026